Ist Al2O3 Ionenbindung?

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Ist Al2O3 Ionenbindung?

Antwort

Verwandte Fragen

Berechne mit der Gibbs-Helmholtz-Gleichung die Temperatur, ab der die Umwandlung von Al(OH)3 zu Al2O3 und H2O freiwillig abläuft.

Wie lauten die Bildungsenthalpien von Aluminiumhydroxid, gasförmigem Wasser und Aluminiumoxid?

Welche Kräfte sind für das Zustandekommen eines Ionengitters verantwortlich?

Accepted Answer

Aluminiumoxid (Al₂O₃) weist sowohl ionische als auch kovalente Bindungseigenschaften auf. Die Bindung zwischen Aluminium (Al) und Sauerstoff (O) hat einen signifikanten ionischen Charakter, da Aluminium ein Metall und Sauerstoff ein Nichtmetall ist. Aluminium gibt Elektronen ab und wird zu einem Al³⁺-Ion, während Sauerstoff Elektronen aufnimmt und zu einem O²⁻-Ion wird. Allerdings gibt es auch eine gewisse kovalente Charakteristik in der Bindung, da die Elektronen nicht vollständig vom Aluminium auf den Sauerstoff übertragen werden. Daher kann Al₂O₃ als eine Verbindung mit überwiegend ionischen, aber auch teilweise kovalenten Bindungen betrachtet werden.

Accepted Answer

Um die Temperatur zu berechnen, ab der die Reaktion \[ 2 \mathrm{Al(OH)_3} \rightarrow \mathrm{Al_2O_3} + 3 \mathrm{H_2O} \] freiwillig (also spontan) abläuft, nutzt man die Gibbs-Helmholtz-Gle... [mehr]

Accepted Answer

Um die Temperatur zu berechnen, ab der die Reaktion \[ 2 \mathrm{Al(OH)_3} \rightarrow \mathrm{Al_2O_3} + 3 \mathrm{H_2O} \] freiwillig (also spontan) abläuft, nutzt man die Gibbs-Helmholtz-Gleichung: \[ \Delta G = \Delta H - T \Delta S \] Die Reaktion läuft freiwillig ab, wenn \(\Delta G < 0\). Der kritische Punkt ist, wenn \(\Delta G = 0\): \[ 0 = \Delta H - T \Delta S \implies T = \frac{\Delta H}{\Delta S} \] **1. Standardbildungsenthalpien (\(\Delta H_f^\circ\)) und Standardentropien (\(S^\circ\)) nachschlagen:** | Verbindung | \(\Delta H_f^\circ\) [kJ/mol] | \(S^\circ\) [J/(mol·K)] | |--------------------|-------------------------------|-------------------------| | Al(OH)\(_3\) (s) | -1276 | 65 | | Al\(_2\)O\(_3\) (s)| -1676 | 51 | | H\(_2\)O (g) | -242 | 189 | **2. Reaktionsenthalpie (\(\Delta H\)) berechnen:** \[ \Delta H = [\Delta H_f^\circ(\mathrm{Al_2O_3}) + 3 \cdot \Delta H_f^\circ(\mathrm{H_2O})] - [2 \cdot \Delta H_f^\circ(\mathrm{Al(OH)_3})] \] \[ = [-1676 + 3 \cdot (-242)] - [2 \cdot (-1276)] \] \[ = [-1676 - 726] - [-2552] \] \[ = -2402 + 2552 = +150\, \text{kJ} \] **3. Reaktionsentropie (\(\Delta S\)) berechnen:** \[ \Delta S = [S^\circ(\mathrm{Al_2O_3}) + 3 \cdot S^\circ(\mathrm{H_2O})] - [2 \cdot S^\circ(\mathrm{Al(OH)_3})] \] \[ = [51 + 3 \cdot 189] - [2 \cdot 65] \] \[ = [51 + 567] - 130 \] \[ = 618 - 130 = 488\, \text{J/K} \] **4. Temperatur berechnen:** \[ T = \frac{\Delta H}{\Delta S} \] Achte auf die Einheiten: \(\Delta H = 150\,000\, \text{J}\), \(\Delta S = 488\, \text{J/K}\): \[ T = \frac{150\,000}{488} \approx 307\, \text{K} \] **Antwort:** Die Umwandlung von Al(OH)\(_3\) in Al\(_2\)O\(_3\) und H\(_2\)O läuft ab etwa **307 K** (ca. 34 °C) freiwillig ab. **Hinweis:** Die Werte können je nach Quelle leicht variieren. Für eine präzise Berechnung sollten die exakten Werte aus einer zuverlässigen Datenbank verwendet werden.

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Hier sind die Standard-Bildungsenthalpien (\(\Delta H_f^\circ\)) der gewünschten Verbindungen bei 25 °C (298 K): 1. **Aluminiumhydroxid (\(\mathrm{Al(OH)_3}\), fest):** \(\Delta H_f^\ci... [mehr]

Accepted Answer

Hier sind die Standard-Bildungsenthalpien (\(\Delta H_f^\circ\)) der gewünschten Verbindungen bei 25 °C (298 K): 1. **Aluminiumhydroxid (\(\mathrm{Al(OH)_3}\), fest):** \(\Delta H_f^\circ = -1276\,\mathrm{kJ/mol}\) 2. **Wasser (gasförmig, \(\mathrm{H_2O(g)}\)):** \(\Delta H_f^\circ = -241,8\,\mathrm{kJ/mol}\) 3. **Aluminiumoxid (\(\mathrm{Al_2O_3}\), fest):** \(\Delta H_f^\circ = -1675,7\,\mathrm{kJ/mol}\) **Quellen:** - [WebElements: Aluminium hydroxide](https://www.webelements.com/compounds/aluminium/aluminium_hydroxide.html) - [WebElements: Aluminium oxide](https://www.webelements.com/compounds/aluminium/aluminium_oxide.html) - [WebElements: Water](https://www.webelements.com/compounds/oxygen/water.html) Alle Werte beziehen sich auf die Standardbedingungen (25 °C, 1 bar).

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Die Kräfte, die für das Zustandekommen eines Ionengitters verantwortlich sind, sind hauptsächlich die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen den positiv und negativ geladenen... [mehr]

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Die Kräfte, die für das Zustandekommen eines Ionengitters verantwortlich sind, sind hauptsächlich die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen den positiv und negativ geladenen Ionen. Diese Kräfte entstehen aufgrund der Coulomb-Kraft, die zwischen entgegengesetzt geladenen Teilchen wirkt. Zusätzlich spielen auch die räumliche Anordnung der Ionen und die Größe der Ionen eine Rolle, da sie die Stabilität und die Struktur des Ionengitters beeinflussen. Die Wechselwirkungen zwischen den Ionen führen zu einer stabilen, regelmäßigen Anordnung, die charakteristisch für Ionengitter ist.